C2-2 Lärmschutzwände Bemessung Tragkonstruktion ... - Tiefbauamt
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Fachhandbuch Kunstbauten TBA ZH <strong>C2</strong>-2<br />
<strong>Tiefbauamt</strong><br />
<strong>Lärmschutzwände</strong><br />
<strong>Bemessung</strong> <strong>Tragkonstruktion</strong><br />
Datum: 01.03.2013<br />
Ersetzt: V. 01.10.12<br />
Seite 1 von 21<br />
1. Ziel ..................................................................................................................................................... 3<br />
2. Geltungsbereich ................................................................................................................................. 3<br />
2.1 Anwendung und Abgrenzungen ......................................................................................................3<br />
2.2 Grundlagen ....................................................................................................................................3<br />
2.3 Ausnahmen ....................................................................................................................................3<br />
3. Allgemeines ....................................................................................................................................... 3<br />
3.1 Abzugebende Unterlagen ...............................................................................................................3<br />
3.2 Systemwände ................................................................................................................................3<br />
4. Lärmschutzwandtypen ....................................................................................................................... 4<br />
4.1 Wände der Kategorie A ..................................................................................................................4<br />
4.2 Wände der Kategorie B ..................................................................................................................5<br />
4.3 Wände der Kategorie C ..................................................................................................................6<br />
5. Statische Berechnung ........................................................................................................................ 7<br />
5.1 Ständige Einwirkungen ...................................................................................................................7<br />
5.2 Veränderliche Einwirkungen ...........................................................................................................8<br />
5.3 Nachweis Tragsicherheit ................................................................................................................8<br />
5.4 Nachweis Gebrauchstauglichkeit ....................................................................................................8<br />
6. Anhänge ............................................................................................................................................ 9<br />
6.1 Nutzungsvereinbarung ...................................................................................................................9<br />
6.2 Projektbasis ...................................................................................................................................9<br />
6.3 Dimensionierung Wände Kategorie A ........................................................................................... 11<br />
6.3.1 Charakteristische Windlast ...................................................................................................... 11<br />
6.3.2 Dimensionierung Stützen ........................................................................................................ 11<br />
6.3.3 Dimensionierung Verbundanker und Fussplatten .................................................................... 12<br />
6.3.4 Dimensionierung Flachfundament ........................................................................................... 13<br />
6.3.5 Dimensionierung Pfahlfundament ............................................................................................ 13<br />
6.3.6 Bewehrungsskizzen Fundamente ............................................................................................ 14<br />
6.4 Dimensionierung Wände Kategorie B ........................................................................................... 14<br />
6.4.1 Dimensionierung Streifenfundament in ebenem Gelände ........................................................ 14<br />
6.4.2 Dimensionierung Streifenfundament in geneigtem Gelände..................................................... 15<br />
6.4.3 Dimensionierung Verbundanker .............................................................................................. 15<br />
6.4.4 Dimensionierung Stützen ........................................................................................................ 15<br />
6.5 Dimensionierung Wände Kategorie C ........................................................................................... 16<br />
6.5.1 Charakteristische Windlasten .................................................................................................. 16<br />
6.5.2 Dimensionierung Stahlstützen ................................................................................................. 17<br />
6.5.3 <strong>Bemessung</strong>shilfen Verbundanker ............................................................................................ 18<br />
6.5.4 <strong>Bemessung</strong> Pfähle .................................................................................................................. 18<br />
6.5.5 Bewehrungsskizzen Betonriegel:............................................................................................. 21<br />
7. Änderungsverzeichnis, Arbeitsgruppe .............................................................................................. 21<br />
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Abkürzungsverzeichnis<br />
BD: Baudirektion TBA: <strong>Tiefbauamt</strong> LSW: Lärmschutzwand PV: Projektverfasser<br />
H: Höhe Lärmschutzwand ab OK Terrain<br />
h S : Stützenhöhe<br />
h B : Höhe Streifenfundament<br />
h R : Höhe Betonriegel<br />
h F : Fusshöhe Streifenfundament<br />
h LR : Lichte Riegelhöhe<br />
t F : Einbindetiefe Fundament<br />
t R : Einbindetiefe Betonriegel<br />
b F : Fundamentbreite<br />
b R : Breite Betonriegel<br />
a S : Stützenabstand<br />
a P : Pfahlabstand<br />
t: Einbindetiefe Pfähle ab OK Terrain<br />
L: Pfahllänge<br />
D: Pfahldurchmesser<br />
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1. Ziel<br />
Das Merkblatt stellt eine Vorgabe und Hilfe zur <strong>Bemessung</strong> und konstruktiven Ausbildung von <strong>Lärmschutzwände</strong>n<br />
dar. Sie soll dazu beitragen, dass alle PV die <strong>Bemessung</strong> von LSW nach denselben Kriterien durchführen.<br />
2. Geltungsbereich<br />
2.1 Anwendung und Abgrenzungen<br />
Das vorliegende Merkblatt gilt für ebene, senkrechte, unten geschlossene und in Bezug auf die<br />
Linienführung stetige <strong>Lärmschutzwände</strong> mit einem Verhältnis von Länge zu Höhe grösser als 10:1. Bei<br />
davon abweichender Geometrie darf sie nur nach Rücksprache mit dem TBA ZH angewendet werden.<br />
Bis zu einer Höhe von 4 m sind, mit Ausnahme der an Kunstbauten befestigten <strong>Lärmschutzwände</strong>,<br />
Vereinfachungen in der Projektierung zulässig. In diesen Fällen gelten für die abzugebenden Unterlagen die<br />
Bestimmungen von Abschnitt 3.1.<br />
Wenn die LSW die Funktion einer Stützwand übernimmt und / oder die Gesamthöhe (Stützwand + LSW) 4 m<br />
übersteigt, sind keine Vereinfachungen in der Projektierung zulässig.<br />
Erdwälle und begrünte Elementwände sind nicht Gegenstand des vorliegenden Merkblattes.<br />
Die akustischen und ästhetischen Gesichtspunkte werden in den Empfehlungen der Fachstelle Lärmschutz<br />
(BD Kt. ZH) behandelt.<br />
Für Lärmschutzmassnahmen im Bereich von Nationalstrassen und Bahnlinien sind die Bestimmungen der<br />
jeweiligen Betreiber zu beachten (Bund vertreten durch ASTRA, SBB).<br />
2.2 Grundlagen<br />
Die Richtlinie stützt sich auf folgende Grundlagen:<br />
Übergeordnet<br />
• Normen SIA 260 – 267<br />
Mitgeltend<br />
• Normensatz des VSS zu <strong>Lärmschutzwände</strong>n<br />
• Fachhandbuch Kunstbauten TBA ZH<br />
2.3 Ausnahmen<br />
Ausnahmen zum Merkblatt sind zulässig, wenn dafür hinreichende Gründe vorhanden sind. Die<br />
Genehmigung des TBA Kt. ZH ist in diesem Fall einzuholen.<br />
3. Allgemeines<br />
3.1 Abzugebende Unterlagen<br />
• In der Regel gelten <strong>Lärmschutzwände</strong> gemäss C1-1 (Fachhandbuch Kunstbauten TBA ZH, Pläne und<br />
Dokumente) als kleine Projekte.<br />
• Die Nutzungsvereinbarung kann gemäss 6.1 verfasst werden.<br />
• Die Projektbasis kann gemäss 6.2 verfasst werden.<br />
• Die statische Berechnung kann in der Regel gemäss den Berechnungshilfen im Anhang durchgeführt<br />
werden. Abweichungen sind aufzulisten und zu begründen.<br />
3.2 Systemwände<br />
Unter Systemwänden werden LSW verstanden, die von einem Hersteller als geprüfte Systemlösung<br />
angeboten werden (z. B. Holzelemente, Lavabetonwände, Drahtkorbwände, Elementwände etc.). Für diese<br />
Typen erfolgt die Projektierung und <strong>Bemessung</strong> gemäss den Angaben des Produzenten. Gegebenenfalls<br />
sind die statischen Nachweise zu verlangen.<br />
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4. Lärmschutzwandtypen<br />
Die im vorliegenden Merkblatt behandelten LSW (H ≤ 4.0 m) werden drei verschiedenen Kategorien zugewiesen.<br />
Die beiden wichtigsten Kriterien für die Einteilung sind die anzusetzende Windlast und die<br />
Wandhöhe. Nebeneinwirkungen wie z. B. Lasten aus Schneeräumung können ebenfalls eine Rolle spielen<br />
(die Windkraft wird in der Regel mindestens so hoch angesetzt, dass Nebeneinwirkungen für die Haupttragelemente<br />
nicht massgebend werden). Die Zuweisung einer geplanten Wand zu einer bestimmten Kategorie<br />
ist in der Nutzungsvereinbarung zu definieren.<br />
4.1 Wände der Kategorie A<br />
Die meisten zu planenden Lärmschutzmassnahmen liegen entlang von Staatsstrassen innerorts. Die gestalterische<br />
Einbindung in den Strassenraum und der Vorgartencharakter sind hier von grosser Bedeutung. Die<br />
Tragelemente sollen schlank (Ästhetik) und die Fundamente klein (Aushub und Abholzung minimieren) sein.<br />
Für die Anwendung der Kategorie A müssen folgende Kriterien eingehalten sein:<br />
• Höhe Lärmschutzwand: H ≤ 2.50 m<br />
• Referenzwert des Staudrucks q p0 = 0.90 KN/m 2 gemäss SIA 261 Anhang E<br />
• Geländekategorie III (Ortschaften, freies Feld) oder IV (grossflächige Stadtgebiete) gemäss SIA 261<br />
Tabelle 4<br />
• Bei auf Böschungen gelegenen <strong>Lärmschutzwände</strong>n: H Böschung + H LSW ≤ 6.0 m<br />
• Durchehendes Streifenfundament oder Betonriegel L ≥ 35 m<br />
• Signalisierte Geschwindigkeit v < 60 km/h<br />
• Es müssen keinerlei Anprallkräfte berücksichtigt werden<br />
Skizze 1: Schema Lärmschutzwand Kategorie A<br />
Legende Bezeichnungen:<br />
H: Höhe LSW ab OK Terrain b F : Fundamentbreite h R : Riegelhöhe<br />
h B : Höhe Streifenfundament b R : Riegelbreite h LR : Lichte Riegelhöhe<br />
h S : Stützenhöhe h F : Fusshöhe t F, t R : Einbindetiefe<br />
L: Pfahllänge a p : Pfahlabstand<br />
Grössenangaben:<br />
h B : In der Regel 0.8 - 1.0 m h F : In der Regel 0.4 m h LR : In der Regel 0.1 - 0.3 m<br />
b R : ca. 0.40 m t F, t R : min. 0.70 m (Regelfall) a S : 3.0 - 4.0 m<br />
L: ca. 2 m a P : 2 – 4 m<br />
Alle weiteren Masse ergeben sich aus der Dimensionierung.<br />
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Erläuterung Konstruktionselemente:<br />
Fundation:<br />
Ankerstangen:<br />
Stützen:<br />
Ermöglicht die Stützenverankerung, überträgt die Lasten in den Baugrund. Fallweise<br />
sind Streifenfundamente oder Kleinpfähle zweckmässiger.<br />
Einzelfundamente mit dazwischenliegenden Betonbrettern als Ausfachung bis UK<br />
Wandelemente sind ebenfalls zulässig.<br />
Mit Gewinde versehene Verbundanker welche nachträglich, mittels Bohrungen, in den<br />
Riegel des Fundaments versetzt werden.<br />
Bei Köcherfundamenten sind keine Ankerstangen vorhanden.<br />
Tragelement der eigentlichen Wand. In der Regel kommen Stahlstützen zur Anwendung,<br />
GFK-Stützen können nach Absprache mit dem TBA ebenfalls angewendet werden.<br />
Lärmdämmelemente: Werden zwischen den Stahlstützen eingelassen, Ausgestaltung gemäss Vorgaben<br />
(akustisches Projekt, Ästhetik, etc.)<br />
Im Anhang 6.3 sind <strong>Bemessung</strong>shilfen für die Wandkategorie A zusammengestellt. Die dort gezeigten Fundationen<br />
sind als Beispiele anzusehen. Wenn das Fundament die Funktion einer Stützwand übernimmt (ab<br />
ca. 0.4 m Höhendifferenz Terrain) ist auf jeden Fall ein geotechnischer Nachweis gemäss SIA 267 zu erbringen.<br />
Generell sind wegen den schlanken Dimensionen verschiedene projektspezifische statische Nachweise,<br />
insbesondere für Verbundanker und Fussplatten von Stahlstützen (ev. auch Unterlagsscheiben), notwendig.<br />
4.2 Wände der Kategorie B<br />
In der Regel kleine, an Haupt- und Autostrassen gelegene <strong>Lärmschutzwände</strong> ausserorts.<br />
Für die Anwendung der Kategorie B müssen folgende Bedingungen eingehalten sein:<br />
• Anwendung der Kategorie A nicht möglich oder sinnvoll<br />
• Höhe Lärmschutzwand H ≤ 2.0 m<br />
• Die Lärmschutzwand übernimmt nicht die Funktion einer Stützwand (ansonsten gemäss 4.3)<br />
• Die Lärmschutzwand liegt nicht auf einem Strassendamm (ansonsten gemäss 4.3)<br />
Skizze 2: Schema Lärmschutzwand Kategorie B<br />
Legende Bezeichnungen:<br />
H: Höhe LSW ab OK Terrain b F : Fundamentbreite h R : Riegelhöhe<br />
h B : Höhe Streifenfundament b R : Riegelbreite h LR : Lichte Riegelhöhe<br />
h S : Stützenhöhe h F : Fusshöhe t F : Einbindetiefe Fund.<br />
Grössenangaben:<br />
h B : In der Regel 1.0 m h F : In der Regel 0.4 m h LR : In der Regel 0.30 m<br />
b R : 0.40 m – 0.50 m t F : min. 0.70 m (Regelfall) a S : 3.0 m oder 4.0 m<br />
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Alle weiteren Masse ergeben sich aus der Dimensionierung.<br />
Erläuterung Konstruktionselemente:<br />
Fundament:<br />
Ankerstangen:<br />
Stützen:<br />
Ermöglicht die Stützenverankerung, überträgt die Lasten in den Baugrund. In der Regel<br />
kommen Streifenfundamente zur Anwendung.<br />
Einzelfundamente mit dazwischenliegenden Betonbrettern als Ausfachung bis UK<br />
Wandelemente oder Pfahlfundationen sind ebenfalls zulässig.<br />
Analog 4.1 Kategorie A<br />
Analog 4.1 Kategorie A<br />
Lärmdämmelemente: Analog 4.1 Kategorie A<br />
Mit den <strong>Bemessung</strong>shilfen im Anhang 6.4 können die Dimensionen der Tragelemente direkt bestimmt werden.<br />
Projektspezifische statische Nachweise sind in der Regel nicht notwendig.<br />
4.3 Wände der Kategorie C<br />
In der Regel hohe <strong>Lärmschutzwände</strong> wie sie häufig entlang von Autostrassen (z. B Forchstrasse) vorgesehen<br />
werden.<br />
Für die Anwendung der Kategorie C müssen folgende Bedingungen eingehalten sein:<br />
• Höhe Lärmschutzwand: H = 2.0 – 4.0 m<br />
• Anwendung der Kategorie A nicht möglich oder sinnvoll<br />
Skizze3: Schema Lärmschutzwand Kategorie C<br />
Legende Bezeichnungen:<br />
H: Höhe LSW ab OK Terrain L: Pfahllänge D: Pfahldurchmesser<br />
h R : Höhe Betonriegel h LR : Lichte Riegelhöhe a p : Pfahlabstand<br />
h S : Stützenhöhe t R : Einbindetiefe Riegel<br />
Grössenangaben:<br />
h R : In ebenem Gelände im Normalfall 1.0 m D: In der Regel 0.41 – 0.60 m<br />
h LR : In der Regel 0.30 m a S : 2.0 m bis 4.0 m<br />
t R : min. 0.70 m (Regelfall) a P : In der Regel 4.0 m<br />
Alle weiteren Masse ergeben sich aus der Dimensionierung.<br />
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Erläuterung Konstruktionselemente:<br />
Fundation:<br />
Betonriegel:<br />
In der Regel kommen Pfahlfundationen zur Anwendung.<br />
Vertikal eingebrachte Stahlbetonpfähle, im Betonriegel eingespannt.<br />
Die Bewehrung besteht in der Regel aus einem Stahlträger.<br />
Im Betonriegel (-bock) eingespannte Kleinpfahlpaare sind ebenfalls zulässig.<br />
Im ebenen Gelände und bei Höhen nahe an 2 m ist eine Flachfundation zu prüfen<br />
(zweckmässiger und preiswerter).<br />
Flachfundationen kommen auch zur Anwendungen wenn z. B. wegen Werkleitungen<br />
keine Pfähle ausgeführt werden können.<br />
Verbindet die Fundation mit der Wand; ermöglicht die Stützenverankerung und gewährleistet<br />
eine gleichmässige Kraftverteilung auf die Pfähle. Pfahlköpfe mit dazwischenliegenden<br />
Betonbrettern als Ausfachung können auch zur Anwendung kommen.<br />
Ankerstangen, Stützen und Lärmdämmelemente analog Kategorie A.<br />
Im Anhang 6.5 sind <strong>Bemessung</strong>shilfen für die Wandkategorie C zusammengestellt.<br />
5. Statische Berechnung<br />
Die Skizzen und Tabellen in<br />
Anhang 6.3 (Dimensionierung Wände Kategorie A)<br />
Anhang 6.3.1 (Charakteristische Windlast)<br />
Anhang 6.3.2 (Dimensionierung Stützen)<br />
Anhang 6.3.3 (Dimensionierung Verbundanker und Fussplatten)<br />
Anhang 6.3.4 (Dimensionierung Flachfundament)<br />
Anhang 6.3.5 (Dimensionierung Pfahlfundament)<br />
Anhang 6.3.6 (Bewehrungsskizzen Fundamente)<br />
Anhang 6.4 (Dimensionierung Wände Kategorie B)<br />
Anhang 6.4.1 (Dimensionierung Streifenfundament im ebenen Gelände)<br />
Anhang 6.4.2 (Dimensionierung Streifenfundament im geneigten Gelände)<br />
Anhang 6.4.3 (Dimensionierung Verbundanker)<br />
Anhang 6.4.4 (Dimensionierung Stützen)<br />
Anhang 6.5 (Dimensionierung Wände Kategorie C)<br />
Anhang 6.5.1 (Charakteristische Windlasten)<br />
Anhang 6.5.2 (Dimensionierung Stahlstützen)<br />
Anhang 6.5.3 (<strong>Bemessung</strong>shilfen Verbundanker)<br />
Anhang 6.5.4 (<strong>Bemessung</strong> Pfähle)<br />
Anhang 6.5.5 (Bewehrungsskizzen Betonriegel)<br />
sind mit folgenden Festlegungen und Annahmen Pkt. 5.1 – 5.4 erarbeitet worden. Sie können sinngemäss<br />
für die Berechnung von LSW verwendet werden.<br />
5.1 Ständige Einwirkungen<br />
Die Eigengewichte sind bei der Dimensionierung der Flachfundamente berücksichtigt worden. Ansonsten<br />
sind sie im Allgemeinen von untergeordneter Bedeutung.<br />
Asymmetrische Einwirkungen sind zusätzlich berücksichtigt worden.<br />
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5.2 Veränderliche Einwirkungen<br />
Die Windkräfte sind bei freistehenden <strong>Lärmschutzwände</strong>n normalerweise die Leiteinwirkung. Der charakteristische<br />
Wert der Windlast wird gemäss SIA 261 wie folgt festgelegt:<br />
q k = c red ∙ c d ∙ c f ∙ c h ∙ q p0<br />
Für die einzelnen Lastfaktoren gelten zusätzlich die folgenden Angaben:<br />
c red : Reduktionsfaktor; c red < 1.0 bei Kategorie A; c red = 1.0 bei Kategorie B und C<br />
c d : Dynamischer Faktor; c d = 1.0<br />
c f : Kraftbeiwert; c f = 1.5 bei Einhaltung Randbedingungen von 2.1(Randstützen c f = 1.8)<br />
c h : Profilbeiwert; gemäss SIA 261 6.2.1<br />
q p0 : Referenzwert des Staudrucks gemäss SIA 261 Anhang E; q p0 = 0.9 oder 1.1 KN/m 2<br />
Die Höhenexzentrizität von e v = 0.1 h gemäss SIA 261, Anhang C, Tabelle 71 ist zu berücksichtigen.<br />
Der Anhang 6.4 (Dimensionierung Wände Kategorie B) basiert auf folgender Berechnungsgrundlage:<br />
c red = 1.0; c d = 1.0; c f = 1.5; c h = 0.97; q p0 = 1.1 KN/m 2 => q k = 1.60 KN/m 2 ; e v = 0.1 h<br />
Zusätzliche Kräfte aus Anprall und Schneeräumung sind bei den Tabellen im Anhang nicht berücksichtigt.<br />
Folgende Ausnahmen sind zu beachten:<br />
Anprallkräfte sind zu berücksichtigen, wenn der Betonriegel als Leitmauer (ist nur bei DTV > 12‘000 zu erwägen)<br />
ausgebildet wird oder der Einsturz der Lärmschutzwand gravierende Folgen für Dritte (z. B. für Passanten<br />
auf einem unter der LSW liegendem Gehweg) hätte und der Zusammenstoss eines Fahrzeugs mit<br />
der Wand nicht anderweitig verhindert wird. Wenn eine Absturzsicherung (z. B. Seilzug) das Herabfallen der<br />
Konstruktionselemente verhindert, müssen ebenfalls keine Anprallkräfte berücksichtigt werden (Ausnahme:<br />
Betonriegel als Leitmauer). Die Anprallkraft ist in Zusammenarbeit / Rücksprache mit dem <strong>Tiefbauamt</strong> festzulegen.<br />
Kräfte aus Schneeräumung sind für Wandelemente gemäss EN 1794-1 (SN 640 571-6) zu berücksichtigen<br />
(in der Regel Herstellersache).<br />
Weitere veränderliche Einwirkungen treten nur in seltenen Ausnahmefällen auf (z. B. Lasten aus Aufhängungen,<br />
Beleuchtung, Aufbauten).<br />
5.3 Nachweis Tragsicherheit<br />
Für die hier behandelten Regelfälle (H ≤ 4 m) werden bei Leiteinwirkung Wind die Stabilitätskriterien<br />
(Kippen) für die Stützen nicht massgebend (Ausnahme: T-Stützen gemäss 6.3.2). Die Nachweise für die<br />
Wandelemente sind vom Hersteller zu erbringen. Meistens kommen dafür erprobte Produkte zur<br />
Anwendung, bei denen die statische Berechnung bereits von diesem durchgeführt wurde.<br />
5.4 Nachweis Gebrauchstauglichkeit<br />
Die Beschränkung der Auslenkung der Stützen, welche im Allgemeinen unter häufigen Lasten H S / 200<br />
beträgt, wird bei den hier behandelten Regelfällen eingehalten. Grössere Verformungen sind gegebenenfalls<br />
zulässig, wenn sichergestellt werden kann, dass dadurch die Gebrauchstauglichkeit der Wandelemente<br />
gewährleistet bleibt.<br />
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6. Anhänge<br />
6.1 Nutzungsvereinbarung<br />
Die Nutzungsvereinbarung ist in Absprache / gemäss Vorgaben des zuständigen Projektleiter des <strong>Tiefbauamt</strong>s<br />
zu verfassen. Sie wird von diesem und der Aufragnehmerin unterschrieben (in seltenen Fällen sind<br />
noch weitere Unterschriften, z. B. von sich an den Kosten beteiligender Privater, notwendig).<br />
Eine Dokumentenvorlage die Nutzungsvereinbarung Lärmschutz ist beim Projektleiter TBA ZH zu beziehen.<br />
6.2 Projektbasis<br />
Die Projektbasis ist gemäss der Vorlage des Fachhandbuch Kunstbauten TBA ZH zu erstellen (C3-2; kann<br />
von der Internetseite des TBA heruntergeladen werden). Die Vorlage soll dabei, unter Beibehaltung der<br />
Struktur, stark vereinfacht werden.<br />
Die einzelnen Punkte sind gemäss folgendem Kurzbeschrieb abzufassen:<br />
1 Allgemeines<br />
1.1 Grundlagen<br />
1.1.1 Normen, Berichte und Richtlinien<br />
Nur die wirklich relevanten Dokumente aufführen, in der Regel sind dies:<br />
SIA 260, 261, 262, 263, 267 (SIA 261 entfällt bei H ≤ 2.0 m)<br />
Fachhandbuch Kunstbauten TBA ZH<br />
speziell: <strong>C2</strong>-2: <strong>Lärmschutzwände</strong>, <strong>Bemessung</strong> <strong>Tragkonstruktion</strong><br />
eventuell Normensatz des VSS zu <strong>Lärmschutzwände</strong>n<br />
Unterteilung in 1.1.1.1 und 1.1.1.2 nicht notwendig<br />
1.1.2 Projektbezogene Unterlagen<br />
In der Regel: Akustisches Projekt, Nutzungsvereinbarung, ev. geotechnische Grundlagen<br />
1.2 Baugrund<br />
Die geologischen und geotechnischen Grundlagen sind zu erheben. Nach Konsultation des Baugrundarchiv<br />
TBA ZH wird entschieden, ob weitere Baugrunduntersuchungen notwendig sind.<br />
2 Nutzung<br />
2.1 Vorgesehene Nutzung<br />
Funktion als Lärmschutzwand und wenn vorhanden weitere Nutzungen aufführen (z. B. Leitmauer)<br />
2.2 Geplante Nutzungsdauer<br />
Von Nutzungsvereinbarung übernehmen, Unterteilung in Unterpunkte nicht notwendig<br />
2.3 Akzeptierte Risiken<br />
z. B. Einsturz der Wand bei Anprall Strassenfahrzeug wenn keine Gefährdung Dritter besteht (Explosion,<br />
Brand und Erdbeben brauchen in der Regel nicht aufgeführt zu werden)<br />
3 Tragwerkskonzept<br />
3.1 Konzeptionelle Überlegungen<br />
Entfällt bei Anwendung 3.3 und 5.3 von C 2-2 (Punkt mit Bemerkung „entfällt“ aufführen)<br />
Flachfundation oder Tiefengründung (inkl. Begründung), bei besonderen Tragsystemen soll dieses<br />
beschrieben werden<br />
Die sich aus dem Tragsystem ergebenden relevanten Einwirkungen aufführen (abklären, ob besondere<br />
Einwirkungen wie Anprall auftreten)<br />
3.2 Tragsystem / Tragwerksmodell<br />
Entfällt in der Regel (Punkt mit Bemerkung „entfällt“ aufführen)<br />
3.3 Baustoffe<br />
Beton: Tiefbaubetone T1-T4, Betonstahl: B500B, Baustahl: In der Regel Stähle der Festigkeit S 235,<br />
Gütegruppe und physikalische Eigenschaften angeben<br />
Stützenverankerungen: In der Regel Nichtrostender Stahl Wirksumme WS PREN von mind. 23 -30<br />
Lärmdämmelemente: Produkt angeben<br />
Transparente Lärmdämmelemente: genaue Spezifikation der Gläser angeben<br />
Unterteilung in Unterpunkte in der Regel nicht notwendig<br />
3.4 Bauverfahren<br />
In der Regel keine Bemerkungen (Punkt mit Bemerkung „keine Bemerkung“ aufführen)<br />
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3.5 Wichtige Konstruktionsdetails<br />
Entfällt in der Regel (Punkt mit Bemerkung „entfällt“ aufführen)<br />
4 Dauerhaftigkeit<br />
4.1 Konzept<br />
Falls zutreffend: Dimensionierung Längsbewehrung Fundament auf behinderte Verformung infolge<br />
Schwinden, in der Regel keine weiteren Bemerkungen notwendig<br />
4.2 Anforderungen<br />
Betonrisse: Erhöhte Anforderungen gemäss SIA 262 4.4.2<br />
AAR-Beständigkeit: In der Regel nicht relevant<br />
Expositionsklasse Beton: XF4 im Spritzbereich Strassenwasser<br />
Dichtigkeit: Es darf kein Wasser in die Lärmdämmelemente eindringen<br />
Akustische Anforderungen: Gemäss Nutzungsvereinbarung<br />
Korrosionsschutz: Gemäss Dokument „Konstruktive und materialtechnologische Anforderungen bei<br />
<strong>Lärmschutzwände</strong>n“<br />
4.3 Massnahmen<br />
<strong>Bemessung</strong> / Nachweise: ev. notwendige statische Berechnungen prüffähig darstellen<br />
Baustoffe: Prüfung Frosttausalzbeständigkeit Beton gemäss SIA 261/1<br />
Konstruktive Durchbldung: Gemäss Dokument „Konstruktive und materialtechnologische Anforderungen<br />
bei <strong>Lärmschutzwände</strong>n“<br />
Bauausfühtung: Prüfungen gemäss Kontrollplan, Gewährleistung einer hinreichenden Betonnachbehandlung<br />
(Ausschliessen von Frühschädigung des Betongefüges)<br />
Nutzung: Zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit ist eine periodische Bauwerkskontrolle notwendig.<br />
Die Festlegung der Kontrollarbeiten und deren Intervalle erfolgt im Überwachungs- und Unterhaltsplan.<br />
5 Tragwerksanalyse und <strong>Bemessung</strong><br />
Entfällt bei Anwendung 3.3 und 5.3 von C 2-2 (Punkt mit Bemerkung „entfällt“ aufführen)<br />
5.1 Rechenwerte<br />
5.1.1 bis 5.1.3<br />
Rechenwerte von Baustoffen, Baugrund und Einwirkungen angeben<br />
5.2 <strong>Bemessung</strong>ssituationen / Überprüfungssituationen Tragsicherheit<br />
Direkt massgebende <strong>Bemessung</strong>ssituationen mit den dazugehörigen Grenzzuständen und Sicherheitsfaktoren<br />
angeben (keine Matrix, massgebende Gefährdungsbilder zumeist eindeutig, in der Regel<br />
sind wenige Zeilen für den Beschrieb ausreichend)<br />
Keine Unterteilung in weitere Unterpunkte<br />
5.3 <strong>Bemessung</strong>ssituationen / Überprüfungssituationen Gebrauchstauglichkeit<br />
Vorgehen gemäss 5.2<br />
Verformungen: Im Allgemeinen Beschränkung der Stützenauslenkung unter häufigen Lasten auf H s /<br />
200 (entfällt bei H ≤ 2.0 m)<br />
Bei behinderter Verformung Betonriegel: Nachweis Stahlspannungen auf erhöhte Anforderungen gemäss<br />
SIA 262 4.4.2<br />
6. Unterschriften und Revisionen<br />
gemäss Vorlage<br />
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6.3 Dimensionierung Wände Kategorie A<br />
6.3.1 Charakteristische Windlast<br />
Bestimmung Parameter Windlast:<br />
q k = c red ∙ c d ∙ c f ∙ c h ∙ q p0<br />
Voraussetzungen für Definition von c red :<br />
In Ahnlehnung an SIA 261 6.2.1.2 wird für die Höhe der Minimalwert von 5 m eingesetzt. Bei kleineren<br />
Höhen müssten die Kurven von SIA 261 Figur 6 extrapoliert werden.<br />
Es wird eine fugenlose Länge des Fundamernts von mindestens 35 m vorausgesetzt.<br />
c red : β = b / h = 35 / 5.0 = 7.0 => c red ≈ 0.80 (SIA 261, 6.3.5)<br />
c d = 1.0<br />
c f = 1.5 (SIA 261, Anhang C,Tabelle 71)<br />
c h = 0.85<br />
q p0 = 0.9 KN/m 2<br />
q k = 0.80 x 1.0 x 1.5 x 0.85 x 0.9 ≈ 0.92 KN/m 2<br />
e v = 0.1 h<br />
6.3.2 Dimensionierung Stützen<br />
H-Träger und Beispiel für I-Blechträger:<br />
Skizze 4: Trägerdimensionierung und Beispiel Lochbild Für Kategorie A (bei schmalen Riegeln)<br />
Die Anordnung der Stützen auf den Fussplatten und dem Betonriegel erfolgt zentrisch (gleicher Randabstand<br />
beidseits Stütze).<br />
Die Stützenverankerungen sollten ausserhalb der Wandelemente liegen. Wenn genügend Platz vorhanden<br />
ist werden die Löcher nicht seitlich sondern ober- und unterhalb der Stützen angeordnet.<br />
Das Lochbild beeinflusst die <strong>Bemessung</strong> der Fussplatten und Verbundanker stark.<br />
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6.3.3 Dimensionierung Verbundanker und Fussplatten<br />
Solange die Stützen hauptsächlich durch Momente beansprucht sind (Regelfall), ist für die Verbundanker der<br />
Nachweis eines ausreichenden Zugwiderstands ausreichend. Die Querkraft darf vernachlässigt werden<br />
(d. H. H d darf vernachlässigt werden).<br />
Skizze 5: Belastung Verbundanker, Masse sind als Beispiel anzusehen<br />
Z d = M d / 2z (bei 4 Verbundankern)<br />
Richtwerte für Zugwiderstände von Verbundankern (Z Rd ):<br />
Voraussetzungen: Bewehrter Beton, Ankerstangen liegen innerhalb der 4 Bewehrungslagen,<br />
Betonfestigkeit entspricht min. C 25/30, Fliessgrenze Ankerstangen fy ≥ 550 N/mm 2<br />
Einbindetiefe in Konstruktionsbeton<br />
Erforderliche<br />
Abstände im Beton<br />
160 mm 200 mm 240 mm 280 mm 320 mm 360 mm Rand- Zwischen<br />
Anker<br />
M12 24.0 KN 30.0 KN 36.0 KN 70 mm 105 mm<br />
M14 27.2 KN 34.0 KN 40.8 KN 47.6 KN 80 mm 120 mm<br />
M16 37.0 KN 44.4 KN 51.8 KN 59.2 KN 90 mm 135 mm<br />
M20 52.0 KN 60.7 KN 69.3 KN 78.0 KN 110 mm 165 mm<br />
Tabelle 1: Richtwerte für Zugwiderstände von Verbundankern (Z Rd)<br />
Die hier aufgeführten Werte sind bei der Bauausführung mit den Herstellerangaben zu vergleichen und<br />
durch Zugversuche (min. 5% der Ankerstangen) zu verifizieren.<br />
Berechnungsbeispiel für Ermittlung Zugkräfte:<br />
Gegeben: M d = 38.0 KNm; z = 0.28 m, 4 Verbundanker<br />
Z d = 38.0 KNm / (2 x 0.28) = 67.9 KN<br />
Verbundanker M20, Einbindetiefe 320 mm<br />
Die Berechnung von Z d kann auch analog zu diesem Beispiel durchgeführt werden, wenn die Fussplatten<br />
untergossen werden (Das Untergiessen der Fussplatten wird nicht empfohlen).<br />
Die ermittelten Ankerkräfte sind die Grundlage für die Dimensionierung der Fussplatten.<br />
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6.3.4 Dimensionierung Flachfundament<br />
Skizze mit Dimensionierungstabelle:<br />
Skizze 6: <strong>Bemessung</strong> Streifenfundament für Kategorie A<br />
Die angegebenen minimalen Riegelbreiten (b R,min ) gelten für 40 mm Bewehrungsüberdeckung. Bei 60 mm<br />
Bewehrungsüberdeckung (Spritzbereich Strassenwasser) müssen sie um 0.04 m erhöht werden.<br />
Steht der Riegel exzentrisch auf dem Fundament sind die hier aufgezeigten Abmessungen anhand einer<br />
geotechnischen Berechnung gemäss SIA 267 anzupassen.<br />
6.3.5 Dimensionierung Pfahlfundament<br />
Skizze mit Dimensionierungstabelle:<br />
Skizze 7: <strong>Bemessung</strong> Pfahlfundament für Kategorie A<br />
Variabel, abhängig von der Wandhöhe H, ist der Pfahlabstand a p .<br />
Die angegebenen minimalen Riegelbreiten (b R,min ) gelten für 40 mm Bewehrungsüberdeckung. Bei 60 mm<br />
Bewehrungsüberdeckung (Spritzbereich Strassenwasser) müssen sie um 0.04 m erhöht werden.<br />
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6.3.6 Bewehrungsskizzen Fundamente<br />
Bewehrungsüberdeckung:<br />
Im Allgemeinen: c nom = 40 mm<br />
Spritzwasserbereich: c nom = 60 mm<br />
Skizze 8: Bewehrungsskizze Streifenfundament<br />
Skizze 9: Bewehrungsskizze Betonriegel Kategorie A<br />
6.4 Dimensionierung Wände Kategorie B<br />
6.4.1 Dimensionierung Streifenfundament in ebenem Gelände<br />
Fixe Grössen: (H: Höhe LSW ab Terrain)<br />
t F = 0.70 m; h LR = 0.30 m;<br />
h B = 1.00 m; h F = 0.40 m<br />
b R = 0.40 m bei H ≤ 1.50 m<br />
b R = 0.50 m bei H = 1.50 m – 2.00 m<br />
Der Riegel darf beliebig auf dem Fundament positioniert<br />
werden (z. B. auch am Rand), wobei eine minimale<br />
Erdauflast von 30 cm garantiert werden muss.<br />
Skizze 10: Querschnitt Streifenfundament Kategorie B<br />
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Fundamentbreite (b F ) in Abhängigkeit von der Höhe der LSW (H):<br />
Skizze 11: Dimensionierungstabelle Streifenfundament Kategorie B<br />
Bewehrungsskizze: siehe 6.3.6<br />
6.4.2 Dimensionierung Streifenfundament in geneigtem Gelände<br />
Wenn ü weniger als 0.25 m beträgt ist ein Tieferlegen<br />
des Fundaments oder eine Pfahlfundation zu<br />
prüfen.<br />
Wenn die Böschung steiler als 2:3 ist gilt Kategorie<br />
C (unter der Voraussetzung dass Kategorie A<br />
nicht angewendet werden kann oder soll).<br />
Skizze12: Flachfundament geneigtes Gelände Kategorie B<br />
6.4.3 Dimensionierung Verbundanker<br />
a R : Randabstand Verbundanker<br />
E: Einbindetiefe in Konstruktionsbeton (Bohrlochtiefe)<br />
In allen Fällen (minmal):<br />
Verbundanker M12, a R = 100 mm; E = 160 mm<br />
Skizze 13: Geometrie Verbundanker Kategorie B<br />
6.4.4 Dimensionierung Stützen<br />
Es kommen in der Regel Stützen HEA 160 S 235 JR zur Anwendung.<br />
Bei Köcherfundamenten sind ausschliesslich Stützen aus glasfaserverstärktem Kunststoff zulässig.<br />
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6.5 Dimensionierung Wände Kategorie C<br />
6.5.1 Charakteristische Windlasten<br />
Gemäss SIA 261<br />
Charakteristischer Wert Windlast q k :<br />
q k = c h q p0 c red c d c f<br />
q p0 = 0.9 KN/m 2 Ortschaften Freies Feld / Ebene Seeufer<br />
Z* ≤ 5.0 m qk = 1.4 KN/m 2 qk = 1.4 KN/m 2 qk = 1.7 KN/m 2<br />
Z* = 5.0 m – 10.0 m qk = 1.4 KN/m 2 qk = 1.6 KN/m 2 qk = 2.0 KN/m 2<br />
Z* > 10.0 m qk = 1.5 KN/m 2 qk = 1.8 KN/m 2 qk = 2.2 KN/m 2<br />
Tabelle 2: Charakteristische Windlasten bei q p0 = 0.9 KN/m 2 für Kategorie C<br />
q p0 = 1.1 KN/m 2 Ortschaften Freies Feld / Ebene Seeufer<br />
Z* ≤ 5.0 m qk = 1.4 KN/m 2 qk = 1.7 KN/m 2 qk = 2.1 KN/m 2<br />
Z* = 5.0 m – 10.0 m qk = 1.6 KN/m 2 qk = 2.0 KN/m 2 qk = 2.4 KN/m 2<br />
Z* > 10.0 m qk = 1.8 KN/m 2 qk = 2.2 KN/m 2 qk = 2.6 KN/m 2<br />
Tabelle 3: Charakteristische Windlasten bei q p0 = 1.1 KN/m 2 für Kategorie C<br />
*Die Höhe Z wird folgendermassen bestimmt: Auf Dämmen: Z = OK LSW – UK Böschung<br />
Auf Brücken: Z = OK LSW – OK darunterliegendes Terrain<br />
Ansonsten: Z = OK LSW – OK Strassenrand<br />
Vertikale Exzentrizität Windlast: e v = 0.1 H (H: Höhe LSW)<br />
Wenn hinreichende Gründe vorliegen, dürfen die hier angegebenen Windlasten anhand einer Berechnung<br />
nach SIA 261 reduziert werden. Eine Rücksprache mit dem <strong>Tiefbauamt</strong> ist in diesem Fall notwendig<br />
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6.5.2 Dimensionierung Stahlstützen<br />
Gemäss SIA 263<br />
Voraussetzungen: Stahl S 235 und Leiteinwirkung Wind<br />
Skizze 14: Dimensionierungstabellen Stahlstützen für Kategorie C<br />
Die charakteristischen Windlasten von Kapitel 6.5.1 sind, wenn nicht zu einer der obigen Tabellen passend,<br />
aufzurunden.<br />
Die Profile HEA 140 dürfen nur nach Rücksprache mit dem Unternehmer und dem Lieferanten der Lärmdämmelemente<br />
angewendet werden. Die Flanschbreite der HEA 140 ist für die Montage von gewissen<br />
Wandsystemen zu schmal.<br />
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6.5.3 <strong>Bemessung</strong>shilfen Verbundanker<br />
Die <strong>Bemessung</strong> der Verbundanker erfolgt analog 6.3.3.<br />
6.5.4 <strong>Bemessung</strong> Pfähle<br />
Der Fall „eben“ gilt wenn die Geländeneigung β kleiner als 10° ist und eine allfällige Böschungskante mehr<br />
als die 1.25-fache Einbindetiefe vom Pfahl entfernt ist. Ansonsten gilt der Fall geneigt. Eine Interpolation zwischen<br />
den Fällen eben und geneigt ist nur anhand einer geotechnischen Berechnung zulässig.<br />
Skizze15: Abgrenzung Pfähle eben/geneigt für Kategorie C, Pfahlabstand a p = 4.0m<br />
<strong>Bemessung</strong>stabelle für Pfähle Ø 0.33 - 0.60 m im ebenen Gelände<br />
Wandhöhe H Einbindetiefe t Bewehrung (Stahlkern) Mind. Ø Pfahl<br />
2.00 m 2.70 m HEB 160 S 235 JR 0.33m (323mm)<br />
2.50 m 3.00 m HEB 180 S 235 JR 0.33m (323mm)<br />
3.00 m 3.30 m HEB 200 S 235 JR 0.41m (407mm)<br />
3.50 m 3.55 m HEB 200 S 235 JR 0.41m (407mm)<br />
4.00 m 3.80 m HEB 200 S 235 JR 0.41m (407mm)<br />
Tabelle 4: <strong>Bemessung</strong>stabelle für Pfähle Kategorie C, Ø 0.33 - 0.60 m im ebenen Gelände<br />
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<strong>Bemessung</strong>sdiagramme für Pfähle Ø 0.51 - 0.60 m im geneigten Gelände:<br />
Skizze 16: <strong>Bemessung</strong>sdiagramme Pfähle φ =25°für Kategorie C<br />
Skizze 17: <strong>Bemessung</strong>sdiagramme Pfähle φ =30°für Kategorie C<br />
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Skizze 18: <strong>Bemessung</strong>sdiagramme Pfähle φ =35°für Kategorie C<br />
Pfahlbewehrung (Stahlkern) in Abhängigkeit der Einbindetiefe (geneigtes Gelände)<br />
Einbindetiefe t Bewehrung (Stahlkern) Mind. Ø Pfahl<br />
< 4.70 m HEB 200 0.51m (508mm)<br />
> 4.70 m, < 5.50 m HEB 220 0.51m (508mm)<br />
> 5.50 m HEB 240 0.51m (508mm)<br />
Tabelle 5: Pfahlbewehrung (Stahlkern) in Abhängigkeit von der Einbindetiefe (geneigtes Gelände), Kategorie C<br />
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6.5.5 Bewehrungsskizzen Betonriegel:<br />
Im Allgemeinen:<br />
Bei Pfählen:<br />
Skizze 19: Bewehrungsskizze Betonriegel Kategorie C<br />
Bewehrungsüberdeckung:<br />
Im Allgemeinen: c nom = 40 mm<br />
Spritzwasserbereich: c nom = 60 mm<br />
7. Änderungsverzeichnis, Arbeitsgruppe<br />
Datum Änderung Wer<br />
01.10.2012 Erstellung Fs<br />
01.03.2013 Definition von Kategorien, neue Kategorie A un<br />
Arbeitsgruppe<br />
Baudirektion Kanton Zürich, <strong>Tiefbauamt</strong>:<br />
• B. Strahm<br />
• Dr. M. Käser<br />
• S. Flütsch<br />
• Ch. Gassmann<br />
• U. Nieffer<br />
Hydraulik AG:<br />
• P. Naef<br />
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